Библиографический список

1. Фигурнов Е. П. Релейная защита. Учебник. В 2 ч. Ч.1. Основы релейной защиты. – М.: Изд-во УМЦ ЖДТ, 2009.

2. Фигурнов Е. П. Релейная защита. Учебник. В 2 ч. Ч.2. Релейная защита устройств тягового электроснабжения железных дорог. – М.: Изд-во УМЦ ЖДТ, 2009.

3. Почаевец В. С. Электрические подстанции. – М.: Изд-во УМЦ ЖДТ, 2012.

4. Булычев А. В., Наволочный А. А. Релейная защита в распределительных электрических сетях. – М.: ЭНАС, 2011.

5. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография. – СПб.: ПЭИПК, 2003.

6. Карпеш М. А., Сенигов П. Н., Красногорцев И. Л. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения. Руководство по выполнению базовых экспериментов. РЗАСЭС.001 РБЭ (936.3). - Челябинск: Инженерно-производственный центр «Учебная техника», 2009.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Основные технические характеристики электромагнитных реле

Таблица П.А.1 – Реле тока

Тип реле	Диапазон уставок, А	Ток срабатывания, А при соединении обмоток	Потребляемая мощность при минимальной уставке, ВА
последовательно	параллельно
РТ 40/0,2	0,05–0,2	0,05–0,1	0,1–0,2	0,2
РТ 40/0,6	0,15–0,3	0,15–0,3	0,3–0,6	0,2
РТ 40/2	0,5–2	0,5–1	1–2	0,2
РТ 40/6	1,5–6	1,5–3	3–6	0,5
РТ 40/10	2,5–10	2,5–5	5–10	0,5
РТ 40/20	6–20	5–10	10–20	0,5
РТ 40/50	12,5–50	12,5–25	25–50	0,8
РТ 40/100	25–100	25–50	50–100	1,8
РТ 40/200	50–200	50–100	100–200

Таблица П.А.2 – Реле напряжения

Тип реле	Диапазон уставок		S, ВА	Назначение реле
,В	,В	,В	,В
РН-51/1,4 РН-52/6,4 РН-51/32	1,4 6,4		0,7 3,2		0,5		Максималь-ное реле постоянного тока
РН-53/60 РН-53/200 РН-53/400	15-30 50-100 100-200		30–60 100–200 200–400		0,8		Максималь-ное реле переменного тока
РН-53/60Д	15-30		30-60		0,8	5/10	« _ »
РН-54/48 РН-54/160 РН-54/320	12-24 40-80 160-320		24–48 80–160 160–320		1,25		Минималь-ное реле переменного тока

Примечание:

1. Для реле РН-51 первый диапазон уставок соответствует последовательному соединению обмоток, второй – параллельному.

2. Потребляемая мощность для реле РН-53/60, РН-53/200, РН-53/40 и реле РН-64 указана при минимальной уставке первого диапазона, для реле РН-53/60Д – при номинальном напряжении 1-го и 2-го диапазона

Таблица П.А.3 – Реле времени

Тип реле	Диапозон уставок, с	, В	Назначение реле
ЭВ-112 ЭВ-113 ЭВ-114	0,1–1,3	24, 48     110, 220	Реле применяется в схемах защиты и автоматики на оперативном постоянном токе для создания регулируемой выдержки времени при срабатывании и обеспечении заданной очередности работы элементов схемы
ЭВ-122 ЭВ-123 ЭВ-124	0,25–3,5
ЭВ-132 ЭВ-133 ЭВ-134	0,5–0,9
ЭВ-142 ЭВ-143 ЭВ-144	1,0–20
ЭВ-217 ЭВ-218	0,1–1,3	100, 127, 220,	То же, на оперативном переменном токе
ЭВ-227 ЭВ-228	0,25–3,5
ЭВ-237 ЭВ-238	0,5–9,0
ЭВ-247 ЭВ-248	1,0–20
ЭВ-215	0,1–1,3	100, 127, 220,	Реле применяются на оперативном переменном токе для создания выдержки времени при возврате вследствие снижения или исчезновения напряжения в цепи
ЭВ-225	0,25–3,5
ЭВ-235	0,5–9,0
ЭВ-245	1,0–20
ЭВ-215К	0,1–1,3	110,	То же, что реле ЭВ-215-ЭВ-245; обмотки реле питаются выпрямленным напряжени-ем от трехфазного двухполупериодного выпрямителя
ЭВ-225К	0,25–3,5
ЭВ-235К	0,5–9,0
ЭВ-245К	1,0–20
РВМ-12 РВМ-13	до 4 до 4	= 2,5–5А	Реле переменного тока с микродвигателем. Включается в цепь преобразователей тока

Таблица П.А.4 – Промежуточные реле постоянного тока

Тип реле	Назначение реле	, В
РП-23	Применяются в схемах защиты и автоматики для увеличения количества контактов каких-либо реле или коммутации цепей с большим потреблением	24;48; 110;
РП-220 РП-221 РП-222 РП-223 РП-224	Быстродействующие реле; используются в случае, когда нужно с минимальным замедлением усилить и размножить действия контактов основных реле	110;
РП-230 РП-232 РП-233	Отличаются от реле РП-23 наличием удерживающих обмоток тока или напряжения. Могут иметь замедление при срабатывании или возврате	24;48; 110;
РП-251	Предназначено для применения в тех случаях, когда требуется замедление при срабатывании	24;48; 110;
РП-252	То же, замедление при возврате
РП-253 РП-254 РП-255	Замедленное срабатывание и быстрый возврат

Таблица П.А.5 – Промежуточные реле переменного тока

Тип реле	Назначение реле	, В	Примечание
РП-25	Применяется в схемах защиты и автоматики на переменном оперативном токе	100, 127,
РП-256	Имеет замедление при возврате	-
РП-311	Применяется в цепях напряжения оперативного переменного тока схем защиты и автоматики	100, 127,
РП-321	Предназначено для включения в цепи вторичных обмоток трансформаторов тока	-	=2,5 A или =5 A
РП-341	Используется в схемах защиты на оперативном переменном токе для шунтирования и дешунтирования отключающей катушки выключателя	-	В основном аналогично по конструкции реле РП-321
РП-342	Отличается от реле РП-341 наличием обмотки напряжения постоянного тока (110 В или 220 В)	-

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Выбор исходных данных

Таблица Б.1 – Выбор исходных данных для исследования МТЗ

линии электропередачи

№ варианта	, Ом	, Гн	, Ом	, Ом	, Гн	, Ом	, А	, с
		0,15	5,7		0,15	5,7	0,65	0,5
		0,18	6,4		0,18	6,4	0,55	1,5
		0,21	7,0		0,21	7,0	0,45	2,5
		0,24	7,5		0,24	7,5	0,6	2,0
		0,27	8,0		0,27	8,0	0,5	3,0
		0,3	8,5		0,3	8,5	0,4	4,0
		0,21	7,0		0,18	6,4	0,7	1,5
		0,24	7,5		0,21	7,0	0,6	2,5
		0,3	8,5		0,27	8,0	0,5	3,5
		0,15	5,7		0,18	6,4	0,55	0,5
		0,21	7,0		0,24	7,5	0,45	2,0
		0,27	8,0		0,3	8,5	0,35	3,0

Таблица Б.2 – Выбор исходных данных для исследования ТО

линии электропередачи

№ варианта	, Ом	, Гн	, Ом	, Ом	, Гн	, Ом
		0,15	5,7		0,24	7,5
		0,18	6,4		0,27	8,0
		0,21	7,0		0,3	8,5
		0,24	7,5		0,12	5,1
		0,27	8,0		0,15	5,7
		0,3	8,5		0,18	6,4
		0,12	5,1		0,21	7,0
		0,15	5,7		0,24	7,5
		0,18	6,4		0,27	8,0
		0,21	7,0		0,15	5,7
		0,24	7,5		0,18	6,4
		0,27	8,0		0,21	7,0

Таблица Б.3 – Выбор исходных данных для исследования ДЗЛ

№ варианта	, Ом	, Гн	, Ом	, Ом	, Гн	, Ом
		0,15	5,7		0,15	5,7
		0,18	6,4		0,18	6,4
		0,21	7,0		0,21	7,0
		0,24	7,5		0,21	7,0
		0,27	8,0		0,18	6,4
		0,3	8,5		0,15	5,7
		0,15	5,7		0,12	5,1
		0,21	7,0		0,18	6,4
		0,3	8,5		0,27	8,0
		0,12	5,1		0,12	5,1
		0,18	6,4		0,18	6,4
		0,24	7,5		0,24	7,5

Таблица Б.4 – Выбор исходных данных для исследования ДЗТ

№ варианта	, Ом	, Гн	, Ом	, Ом	, Гн	, Ом
		0,15	5,7	-	-	-
		0,18	6,4	-	-	-
		0,21	7,0	-	-	-
		0,24	7,5	-	-	-
		0,27	8,0	-	-	-
		0,3	8,5	-	-	-
		0,18	6,4	-	-	-
		0,24	7,5	-	-	-
		0,3	8,5	-	-	-
		0,12	5,1	-	-	-
		0,18	6,4	-	-	-
		0,24	7,5	-	-	-

Таблица Б.5 – Выбор исходных данных для исследования МТЗ1 и МТЗ2

радиальной линии электропередачи

№ варианта	, Ом	, Гн	, Ом	, Ом	, Гн	, Ом	, А	, А	, с	, с
		0,15	5,7		0,15	5,7	1,0	0,65	1,0	0,5
		0,18	6,4		0,18	6,4	0,9	0,55	1,5	1,0
		0,21	7,0		0,21	7,0	0,8	0,45	2,0	1,5
		0,24	7,5		0,24	7,5	0,75	0,6	1,5	1,0
		0,27	8,0		0,27	8,0	0,65	0,5	2,5	2,0
		0,3	8,5		0,3	8,5	0,55	0,4	3,5	3,0
		0,21	7,0		0,18	6,4	0,85	0,5	2,0	1,5
		0,24	7,5		0,21	7,0	0,75	0,45	3,0	2,5
		0,3	8,5		0,27	8,0	0,65	0,4	4,0	3,5
		0,15	5,7		0,18	6,4	1,05	0,55	1,0	0,5
		0,21	7,0		0,24	7,5	0,9	0,45	2,5	2,0
		0,27	8,0		0,3	8,5	0,75	0,35	3,5	3,0

Таблица Б.6 – Выбор исходных данных для исследования МТЗ и ТО

радиальной линии электропередачи

№ варианта	, Ом	, Гн	, Ом	, Ом	, Гн	, Ом	, А	, с
		0,15	5,7		0,24	7,5	0,6	0,5
		0,18	6,4		0,27	8,0	0,5	1,0
		0,21	7,0		0,3	8,5	0,35	2,5
		0,24	7,5		0,12	5,1	0,55	1,0
		0,27	8,0		0,15	5,7	0,45	2,0
		0,3	8,5		0,18	6,4	0,4	3,0
		0,12	5,1		0,21	7,0	0,55	1,5
		0,15	5,7		0,24	7,5	0,45	2,5
		0,18	6,4		0,27	8,0	0,4	3,5
		0,21	7,0		0,15	5,7	0,5	0,5
		0,24	7,5		0,18	6,4	0,45	2,0
		0,27	8,0		0,21	7,0	0,35	3,0

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Расчет токов короткого замыкания в точках К1 и К2

линии электропередачи

Расчет полного результирующего сопротивления выполним в соответствии со схемой замещения линии электропередачи до точки К1:

Рисунок Б.1 – Цепь преобразований до точки К1 схемы замещения

Индуктивное сопротивление трансформатора находится по формуле, Ом

= , (2.1)

где – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

– номинальная мощность трансформатора, ВА;

– среднее значение напряжения РУ (В), где рассчитывается ток КЗ.

Индуктивные сопротивления линии электропередачи и находятся по формулам, Ом

= = , (2.2)

= = , (2.3)

где = 50 – номинальная частота электрической сети, Гц.

Индуктивное результирующее сопротивление электрической сети до точки К1 находится по формуле, Ом

= + . (2.4)

Активное результирующее сопротивление электрической сети до точки К1 находится по формуле, Ом

= + . (2.5)

Полное результирующее сопротивление электрической сети до точки К1 находится по формуле, Ом

= . (2.6)

Расчет полного результирующего сопротивления выполним в соответствии со схемой замещения линии электропередачи до точки К2:

Рисунок Б.2 – Цепь преобразований до точки К2 схемы замещения

Индуктивное результирующее сопротивление электрической сети до точки К2 находится по формуле, Ом

= + + . (2.7)

Активное результирующее сопротивление электрической сети до точки К2 находится по формуле, Ом

= + + + . (2.8)

Полное результирующее сопротивление электрической сети до точки К2 находится по формуле, Ом

= . (2.9)

По найденному результирующему сопротивлению для заданной расчетной точки короткого замыкания определим величину токов и по формуле

= , (2.10)

где – среднее значение напряжения РУ (В), где рассчитывается ток короткого замыкания.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Расчет параметров МТЗ линии электропередачи

Ток срабатывания МТЗ выбирается из условия отстройки от максимальных токов нагрузки

= , (2.1)

где – максимальный ток нагрузки, А;

=1,1 – коэффициент запаса;

= 0,85 – коэффициент возврата реле тока;

=1,0 – коэффициент запуска, учитывающий увеличение тока при запуске асинхронных двигателей.

Ток срабатывания реле определяется по формуле

= (2.2)

где – коэффициент трансформации трансформатора тока;

=1 – коэффициент схемы, определяется схемой соединения трансформаторов тока.

Ток уставки срабатывания защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.3)

где – ток срабатывания защиты, А.

Ток уставки возврата защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.4)

где = 0,95 – коэффициент возврата реле тока на микроконтроллере

Siemens Logo 230 RC.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Расчет параметров ТО линии электропередачи

Ток срабатывания защиты выбирается из условия отстройки от тока короткого замыкания в конце линии электропередачи

= (2.1)

где =1,2 – коэффициент запаса.

Ток срабатывания реле определяется по формуле

= (2.2)

где – коэффициент трансформации трансформатора тока;

=1 – коэффициент схемы, определяется схемой соединения трансформаторов тока.

Ток уставки срабатывания защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.3)

где – ток срабатывания защиты, А.

Ток уставки возврата защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.4)

где = 0,95 – коэффициент возврата реле тока на микроконтроллере

Siemens Logo 230 RC.

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Расчет параметров ДЗЛ

Ток срабатывания защиты выбирается из условия отстройки от тока небаланса

= (2.1)

где =3,0 – коэффициент запаса.

Ток небаланса определяется по выражению:

= (2.2)

где =2 – коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей тока короткого замыкания;

=1 – коэффициент однотипности трансформаторов тока;

=0,1 – допустимая относительная погрешность трансформаторов тока;

– ток короткого замыкания вне зоны защиты ДЗЛ (в точке К2).

Ток срабатывания реле тока определяется по формуле

= (2.3)

где – коэффициент трансформации трансформатора тока;

=1 – коэффициент схемы, определяется схемой соединения трансформаторов тока.

Ток уставки срабатывания защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.4)

где – ток срабатывания защиты, А.

Ток уставки возврата защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.5)

где = 0,95 – коэффициент возврата реле тока на микроконтроллере

Siemens Logo 230 RC.

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Расчет параметров ДЗТ

Ток срабатывания защиты выбирается из условия отстройки от тока небаланса

= (2.1)

где =3,0 – коэффициент запаса.

Ток небаланса определяется по выражению:

= (2.2)

где =2 – коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей тока короткого замыкания;

=1 – коэффициент однотипности трансформаторов тока;

=0,1 – допустимая относительная погрешность трансформаторов тока;

=0,05 – относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения;

– ток короткого замыкания вне зоны защиты ДЗТ (в точке К2).

Ток срабатывания реле тока определяется по формуле

= (2.3)

где – коэффициент трансформации трансформатора тока;

=1 – коэффициент схемы, определяется схемой соединения трансформаторов тока.

Ток уставки срабатывания защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.4)

где – ток срабатывания защиты, А.

Ток уставки возврата защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC в относительных единицах определяется по формуле

= (2.5)

где = 0,95 – коэффициент возврата реле тока на микроконтроллере

Siemens Logo 230 RC.

ПРИЛОЖЕНИЕ З

Микроконтроллер Siemens Logo 230 RC

1 Исходное состояние программируемого контроллера

При включении программируемый контроллер LOGO! может быть в следующих состояниях:

– если в LOGO! или в установленном программном модуле (дополнительный блок, подключаемый к разъему на лицевой панели реле) нет программы, то LOGO! отображает сообщение: «NoProgram /Press ESC» (Нет программы / Нажмите ESC);

– если в программном модуле есть программа, она автоматически копируется в LOGO! Программа, находившаяся в LOGO!, удаляется;

– если в LOGO! есть программа, то LOGO! принимает рабочее состояние, которое у него было до выключения питания: или RUN (выполнение программы), или STOP (программа остановлена).

Для управления программируемым контроллером на его лицевой панели расположены кнопки «ESC», «OK» и кнопки перемещения курсора.

Программа может быть загружена в контроллер следующими способами:

– из программного модуля, подключенного к разъему на лицевой панели контроллера.

– введена вручную с помощью встроенного экрана и кнопок управления программируемого контроллера.

– загружена из компьютера с помощью специального кабеля и программы LOGO!SoftComfort.

2 Программирование контроллера с помощью компьютера

Для программирования «LOGO!» с помощью персонального компьютера предназначена программа «LOGO!SoftСomfort». Программа позволяет составить коммутационную программу реле в виде диаграммы (схемы) функциональных блоков или в виде релейно-контакторной схемы. Возможно автоматическое преобразование диаграммы функциональных блоков в релейно-контакторную схему и наоборот. Работоспособность коммутационной программы можно проверить на персональном компьютере в режиме эмуляции, не требующем подключения к программируемому контроллеру.

При подключении программируемого контроллера к порту COM (RS232) компьютера, программа позволяет:

– загрузить разработанную в «LOGO!SoftСomfort» коммутационную программу в контроллер;

– считать записанную в контроллере коммутационную программу в компьютер;

– запустить и остановить выполнение коммутационной программы в контроллере из окна «LOGO!SoftСomfort»;

– отслеживать работу коммутационной программы контроллера на её функциональной схеме в окне «LOGO!SoftСomfort» (отладка в режиме реального времени).

3 Работа в программе «LOGO!SoftСomfort»

Включаем компьютер, выбираем «Другой пользователь», вводим свои логин и пароль. Затем открываем меню «Пуск» и выбираем программу «LOGO!SoftСomfort».

При первом запуске программы необходимо открыть пункт меню «Файл / Открыть». Далее в стандартном окне диалога Windows выбрать и открыть необходимый файл.

Если при выходе из программы «LOGO!SoftСomfort» был открыт файл программы, он автоматически загрузиться в «LOGO!SoftСomfort» при следующем запуске.

Если необходимо изменить параметры блока, то нужно проделать следующие действия:

– дважды щелкните левой кнопкой мыши на изображении блока. Откроется окно задания параметров блока;

– в открывшемся окне введите параметры блока (время включения, порог срабатывания и другие параметры в зависимости от вида блока). Установленные параметры отобразятся на диаграмме внизу слева от изображения блока;

– при необходимости задайте имя блока (не более 8 знаков), отображающихся на диаграмме после номера блока;

– на вкладке «Комментарии» этого окна введите произвольный текст (при желании). Текст комментариев отображается на диаграмме коммутационной программы его можно перемещать относительно изображения блока.

а)	б)

Рисунок З.1 – Отображение текущего значения параметра блока:

а – кнопка включения монитора; б – окно отображения текущего значения параметра

Для сохранения схемы необходимо выбрать пункт меню «Файл / Сохранить».

Для загрузки программы в контроллер выберите пункт меню Сервис / Передать / PC →LOGO!. Если перед загрузкой контроллер выполнял программу (режим RUN), то «LOGO!SoftСomfort» откроет окно диалога, с требованием подтвердить переход контроллера в режим STOP (программа остановлена). После перехода контроллера в режим STOP, в него будет загружена новая программа.

Для считывания программы из контроллера выберите пункт меню Сервис / Передать/LOGO! →PC.

Учебное издание

ВасильевИгорь Львович

Неугодников Иван Павлович

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплинам «Релейная защита» и «Релейная защита

и автоматизация электроэнергетических систем»

для подготовки специалистов по направлению

190901.65 – «Системы обеспечения движения поездов»

и бакалавров по направлению

140400.62 – «Электроэнергетика и электротехника»

всех форм обучения

Редактор С. В. Пилюгина

Подписано в печать .07.15. Формат 60 84/16